二极管的分类与特性参数(精)
二极管的分类与特性参数
二极管的分类与特性参数
二极管是一种最简单的电子器件,它由一个p型半导体和一个n型半导体组成。它具有一个正向电压下导通的特性,也就是只允许电流从p端流向n端,不允许从n端流向p端。根据不同的应用需求,二极管可以分为多种类型,每种类型的二极管都有其独特的特性参数。
首先是整流二极管,也称为标准二极管。整流二极管用来将交流电转换为直流电,常见的有1N4007、这类二极管的特性参数主要包括峰值反向电压(VRRM)、电流(IFAV)、瞬时峰值电流(IFSM)和导通电压(VF)。其中,VRRM表示二极管可以承受的最大反向电压,IFAV表示二极管的最大平均整流电流,IFSM表示二极管可以承受的最大瞬时反向电流。导通电压VF则展示了二极管在正向电压下的压降。
其次是稳压二极管,也称为Zener二极管。稳压二极管用于提供稳定的电压。它的特性参数主要包括稳压电压(VZ)、稳压电流(IZ)和动态电阻(rZ)。稳压电压VZ表示二极管正向电压下的稳定值,IZ表示在VZ 下流过的稳压电流,rZ则表示在不同电流下二极管的变化率。
再次是肖特基二极管,也称为Schottky二极管。肖特基二极管具有快速开关的特性,其特性参数主要包括正向峰值电压(VFM)和正向漏电流(IR)。正向峰值电压VFM表示肖特基二极管在正向电压下的压降,正向漏电流IR则表示在给定电压下二极管正向导通时的漏电流。
最后是光电二极管,也称为光敏二极管。光电二极管能将光能转换为电能,其特性参数主要包括光电流(IL)和光电流灵敏度(S)。光电流IL表示光电二极管在给定光照下的输出电流,光电流灵敏度S则表示光电二极管输出电流和光照强度之间的比例关系。
二极管的分类及参数
二极管的分类及参数
二极管是最基本的半导体器件之一,广泛应用于电子设备中。它具有单向导电性质,即只允许电流在一个方向上流动。二极管可以通过对其工作电压、额定电流、频率等参数的不同分类和定义。下面将详细介绍二极管的分类及参数。
1.按材料分类:
(1)硅二极管:由硅(Si)材料制成,常用于中高功率电子设备中。
(2)锗二极管:由锗(Ge)材料制成,常用于低功率电子设备中。
(3)碳化硅二极管:由碳化硅(SiC)材料制成,具有较高的工作温度和电压能力,适用于高温、高频和高功率应用。
2.按结构分类:
(1)点接触二极管:也称为瞬变二极管,使用金属-半导体结构制作。
(2)悬浮底座二极管:也称为漂移二极管,使用浮动喷射结构制作。
(3)整流器二极管:也称为整流二极管,使用P-N结构制作。
3.按工作模式分类:
(1)正向偏置二极管:当正向电压施加到二极管上时,电流可以流过二极管。
(2)反向偏置二极管:当反向电压施加到二极管上时,电流几乎不能流过二极管。
4.参数定义:
(1) 最大工作电压(Umax):指二极管能够承受的最大正向或反向电压值。
(2) 最大额定电流(Inom):指二极管能够承受的最大正向电流值。
(3) 最大功率(Pmax):指二极管能够承受的最大功率值,计算公式为Pmax = Umax * Inom。
(4) 额定频率(fnom):指二极管能够承受的最大工作频率。频率越高,二极管的响应速度越快。
(5)正向导通压降(Vd):指正向电流流过二极管时的电压降。不同类
型的二极管具有不同的正向导通压降。
二极管的分类和参数可以根据具体应用的需求进行选择。一般而言,
二极管的分类及参数
二极管的分类及参数
二极管是电子器件中最简单的一种,广泛应用于电子电路中。它具有单向导通性,即只有在正向电压作用下才会导电,而在反向电压作用下则会截止电流。根据二极管的结构和功能,可以将其分为普通二极管、恒压二极管、整流二极管和特殊二极管等多个类别。下面分别介绍这些二极管的分类及参数。
1.普通二极管:
普通二极管是最基础、最常见的一类二极管。它主要由一个PN结构组成,一般用硅(Si)或砷化镓(GaAs)等半导体材料制作而成。普通二极管具有正向压降特性,即在正向电压作用下,从P区到N区的电子会流动,形成电流;而在反向电压作用下,由于P区的导电性差,电流无法流动,二极管截止。
普通二极管的主要参数有以下几个:
-数字型号:例如1N4148、1N4007等;
-最大正向电流:最大能够通过的正向电流;
-最大反向电压:最大能够承受的反向电压;
-正向压降:正向导通时的电压降;
-反向漏电流:反向电压作用下的漏电流。
2.恒压二极管:
恒压二极管,也称为稳压二极管或Zener二极管,是一种特殊的二极管。它基本上与普通二极管相同,但能够在逆向击穿时产生一个稳定的电
压(即Zener电压),并以此为参考进行稳压。恒压二极管广泛应用于电
源稳压电路、测量电路和放大器的偏置电路等。
恒压二极管的主要参数有以下几个:
-数字型号:例如BZX55C5V1、BZV55-C24等;
- Zener电压:逆向击穿时稳定的电压值;
- 最大反向电流:在Zener电压下能够通过的最大反向电流;
-最大功耗:能够承受的最大功耗,一般由封装类型决定。
(重点)二极管的种类及应用
SMV1255-004 超突变调谐变容二极管 SOT-23
常用变容二极管2cc系列和2cb系列的主要参数
变容二极管的应用电路
• 如右图所示,改变不同的R2 , 二极管(D)的反向电压被改变, 这会引起二极管的电容量改变。 因此改变谐振频率其中的变容 二极管就可调出并联谐振带通 滤波器中所需电容量的全部变 化范围
检波二极管的选用及注意事项
选用检波二极管时,应根据电路的具体要求来选择 工作频率高、反向电流小、正向电流足够大的二 极管,其中主要考虑工作频率。按频率的要求选用, 如2APl~2AP8型(包括2AP8A型、2AP88型)适用 于150MHz以下;2AP0型、2APl0型适用于l00MHz 以下,可用作小信号检波;2AP31A型适用于 400MHz以下;2AP32型适用于2000MHz以下。
(3)最大反向电流 这个参数是指在最高反向工作电压下允许流过 的反向电流。如果这个反向电流值太大,就会使 二极管过热而损坏。 (4)最高工作频率 这个参数是指二极管能正常工作的最高频率。 如果通过二极管电流的频率大于此值,二极管将 不能起到它应有的作用。在选用二极管时,一定 要考虑电路频率的高低。选择能满足电路频率要 求的二极管。
如何计算稳压二极管的限流电阻
• 例1:如输入电压的变化为15V ~ 18V,负载电流变化为5mA ~ 15mA,而稳压二极管之VZ = 12V,IZ(Min)= 0.25mA, IZ(Max) = 50mA,求RS的数值 解: VS(Max) = 18V,VS(Min) = 15V,IZ(Min) = 0.25mA,IZ (Max) = 50mA
常用二极管种类总结
二极管总结
一、二极管的基本知识
二极管内部有个PN结,具有单向导电性。二极管的工作大致分为三种状态:正向导通、反向截止、反向击穿。
1、正向导通:当二极管两端加正向电压时,当电压很
小时,不足以克服PN结内部电场,二极管处于截止状态,这个电压范围成为二极管的正向死区。当电压达到一定值(这个值称为二极管的正向导通电压,一般硅管为,锗管为)二极管导通。当二极管导通后,它两端的压降处于稳定状态。
2、反向截止:当二极管两端加反向电压且不超过一定
值(该值为二极管的反向击穿电压,后边做详细介绍)时,通过二极管的电流是少数载流子的漂移运动形成的反向电流,该电流很小,可以认为此时管子是截止状态。这一特性说明二极管的单向导电性。
3、反向击穿:当二极管两端所加反向电压达到一定值
(即反向击穿电压)时,反向电流会突然增大,这称为电击穿(反向击穿按机理可以分为齐纳击穿和雪崩击穿)。被击穿的二极管会失去单向导电性,因此在使用二极管时应避免反向电压过大,二极管的这一特性常用于保护电路中,防止某一器件两端电压过高。
硅管的伏安特性如下图所示:
二、二极管的主要参数
1、额定正向工作电流
额定正向工作电流是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。因为电流通过管子时会使管芯发热,温度上升,温度超过容许限度(硅管为1 40℃左右,锗管为90℃左右)时,就会使管芯过热而损坏。所以,二极管使用中不要超过二极管额定正向工作电流值。
2、最大浪涌电流
最大浪涌电流是允许流过的过量的正向电流。它不是正常电流,而是瞬间电流,这个值通常为额定正向工作电流的20
二极管的分类与特性参数
二极管的分类与特性参数
一、二极管的分类
1.按材料分类:
(1)硅二极管:硅二极管是最常见的二极管,具有较高的工作温度和较低的导通电压。
(2)锗二极管:锗二极管具有较低的导通电压,适用于低功耗和低电压应用。
2.按结构分类:
(1)环绕式二极管:环绕式二极管是最简单的结构,由P型和N型两种半导体材料组成。
(2)肖特基二极管:肖特基二极管是一种PN结构的二极管,特点是导通电压低,反向漏电流小。
(3)合金二极管:合金二极管是一种PN结构的二极管,具有高转导特性和高工作频率。
3.按工作电压分类:
(1)低压二极管:低压二极管的导通电压一般在0.2V以下。
(2)中压二极管:中压二极管的导通电压一般在0.2V~0.6V之间。
(3)高压二极管:高压二极管的导通电压一般在0.6V以上。
二、二极管的特性参数
1.最大可逆电压(VRM):指二极管可承受的最大反向电压,超过该
电压会导致二极管击穿损坏。
2.最大正向电流(IFM):指二极管可承受的最大正向电流,超过该
电流会使二极管过热损坏。
3.最大反向电流(IRM):指二极管在反向电压下的最大反向漏电流,超过该电流会导致负载电路的误操作。
4.导通电压降(VF):指二极管在正向工作时的导通电压,也称为正
向压降。
5.反向漏电流(IR):指二极管在反向电压下的漏电流,也称为反向
电流或反向饱和电流。
6.反向恢复时间(tRR):指二极管从正向导通转为反向截止的时间,也称为反向恢复速度。时间越短,二极管的高频特性越好。
7.热稳定工作电流(Iz):指二极管在指定温度下的稳态工作电流,
二极管的分类表
二极管的分类表
一、引言
二极管是一种最基本的半导体器件,广泛应用于电子电路中。它具有单向导电性,能够将电流只沿一个方向通过。根据不同的特性和应用场景,二极管可以分为多种不同类型。本文将对常见的二极管进行分类和介绍,以便读者更好地理解和应用这些器件。
二、分类表
以下是常见的二极管分类表:
类型特点应用领域
硅二极管常用材料为硅,正向压降约为0.7V,逆向击穿电压较高整流电路、开关电路、信号检测等
锗二极管常用材料为锗,正向压降约为0.3V,逆
向击穿电压较低
高频放大器、射频接收机等
快恢复二
极管
正向恢复时间较短开关电源、变换器等
超快恢复
二极管
正向恢复时间更短高频开关电源、高速开关等
肖特基二极管正向压降较低,反向击穿电压较高,具
有快速开关特性
高频开关电路、混频器、功
率放大器等
整流二极管具有良好的整流性能,逆向电流小于
1μA,正向压降约为0.7V
整流电路、电源供应等
发光二极管具有发光功能,根据材料不同可发出不
同颜色的光
指示灯、数码管、显示屏等
光敏二极管受光照射会产生电流,用于光控开关、
光强测量等
光控开关、自动亮度调节、
环境光传感器等
双向导通
二极管
可以同时导通正向和反向电流相位控制器、交流开关等
隔离二极管具有隔离功能,可以隔离输入和输出信
号
隔离输入输出信号的接口电
路
三、各类二极管详细介绍
1. 硅二极管
硅二极管是最常见的一种二极管,它的正向压降约为0.7V,逆向击穿电压较高。
硅二极管具有良好的整流性能,在整流电路、开关电路和信号检测等方面应用广泛。
2. 锗二极管
锗二极管是早期使用较多的一种二极管,它的正向压降约为0.3V,逆向击穿电压
二极管的分类及参数
二极管的分类及参数
二极管是最简单的半导体器件之一,具有仅有两个电极的结构,常用于电子电路中的整流、放大、开关等功能。根据其应用和特性的不同,二极管可分为多种类型,以下是常见的二极管分类及其参数。
1.按结构分类:
(1)点接触二极管:点接触二极管是最早的二极管,以金属和半导体间的单个点接触组成。常见的点接触二极管有铁电池、锡球二极管等。
(2)动态二极管:动态二极管由两个PN结相反地连接在一起而成,常见的有:负电阻二极管、电容二极管、电感二极管等。
(3)功率二极管:功率二极管具有大电流、大功率承载能力,常用于高压、高电流、高频开关电源、整流器等场合。常见的功率二极管有降压二极管、TVS二极管、肖特基二极管等。
(4)高频二极管:高频二极管具有快速开关特性、小容量以及快速恢复等特点,适用于高频信号检测、调制解调、射频放大等领域。
2.按材料分类:
(1)硅二极管:硅二极管是最常见的二极管之一,具有较大的漏电流和反向恢复时间,适用于大功率电路。
(2)锗二极管:锗二极管具有较小的恢复时间和漏电流,适用于中等功率电路和高频电路。
(3)碳化硅二极管:碳化硅二极管具有高温耐性、高电压耐性和高频率特性,适用于高温电源、电动汽车以及无线电通信等领域。
3.常见参数及其含义:
(1)电流容量(IF、IR):即正向和反向电流容许值,表示二极管的额定电流范围。
(2)最大反向电压(VRM):表示二极管正常工作时可承受的最大反向电压。
(3)饱和压降(VF):表示二极管在正向导通状态下的电压降。
(4) 动态电阻(rd):功率二极管在正向导通时,电压变化与电流变化之间的比率,也可视为交流电阻。
二极管的分类及选型
二极管的分类及选型 (2011-09-06 10:45)
分类:电源技术
一.半导体二极管的分类
半导体二极管按其用途可分为:普通二极管和特殊二极管。普通二极管包括整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、快速二极管等;特殊二极管包括变容二极管、发光二极管、隧道二极管、触发二极管等。
二.半导体二极管的主要参数
1.反向饱和漏电流IR
指在二极管两端加入反向电压时,流过二极管的电流,该电流与半导体材料和温度有关。在常温下,硅管的IR为纳安(10-9A)级,锗管的IR为微安(10-6A)级。
2.额定整流电流IF
指二极管长期运行时,根据允许温升折算出来的平均电流值。目前大功率整流二极管的IF值可达1000A。
3. 最大平均整流电流IO
在半波整流电路中,流过负载电阻的平均整流电流的最大值。这是设计时非常重要的值。
4. 最大浪涌电流IFSM
允许流过的过量的正向电流。它不是正常电流,而是瞬间电流,这个值相当大。
5.最大反向峰值电压VRM
即使没有反向电流,只要不断地提高反向电压,迟早会使二极管损坏。这种能加上的反向电压,不是瞬时电压,而是反复加上的正反向电压。因给整流器加的是交流电压,它的最大值是规定的重要因子。最大反向峰值电压VRM指为避免击穿所能加的最大反向电压。目前最高的VRM值可达几千伏。
6. 最大直流反向电压VR
上述最大反向峰值电压是反复加上的峰值电压,VR是连续加直流电压时的值。用于直流电路,最大直流反向电压对于确定允许值和上限值是很重要的.
7.最高工作频率fM
由于PN结的结电容存在,当工作频率超过某一值时,它的单向导电性将变差。点接触式二极管的fM值较高,在100MHz以上;整流二极管的fM较低,一般不高于几千赫。
二极管的分类、特性及电路符号
二极管的分类、特性及电路符号
二极管是一种只允许电流由单一方向流过具有两个电极的装置,许多的使用是应用其整流的功能。本文将会对二极管的分类、特性、电路符号进行详解。
二极管的分类1、按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge 管)和硅二极管(Si 管)。
2、根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关
二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管、硅功率开关二极管、旋转二极管等。
3、按照管芯结构,又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二
极管。
1)整流二极管
将交流电源整流成为直流电流的二极管叫作整流二极管。
2)检波二极管
检波二极管是用于把迭加在高频载波上的低频信号检出来的器件,它具有较高的检波效率和良好的频率特性。
3)开关二极管
在脉冲数字电路中,用于接通和关断电路的二极管叫开关二极管,它的特点是反向恢复时间短,能满足高频和超高频应用的需要。
4)稳压二极管
稳压二极管是由硅材料制成的面结合型晶体二极管,它是利用PN 结反向击穿时的电压基本上不随电流的变化而变化的特点,来达到稳压的目的,因为它能在电路中起稳压作用,故称为、稳压二极管(简称稳压管)。
各种二极管的分类及参数
各种二极管的分类及参数
二极管是一种最简单的电子器件,广泛应用于各种电子电路中。根据不同的分类标准和参数,二极管可以分为多种类型。下面将介绍几种常见的二极管分类及其参数。
一、按应用领域分类
1. 信号二极管:主要用于信号处理电路中,如收音机、音频放大器等。常见的信号二极管有普通二极管、快恢复二极管和 Schottky 二极管等。
2.功率二极管:主要用于功率放大电路中,如电源开关、逆变器等。常见的功率二极管有快恢复二极管、肖特基二极管、整流二极管和开关二极管等。
3.光电二极管:主要用于光电转换电路中,如遥控器、光耦合器等。光电二极管主要参数包括光敏度、响应时间和最大电流等。
二、按结构分类
1.普通二极管:普通二极管由两块半导体材料组成,即P型和N型半导体,通过PN结的特性来实现二极管的整流功能。普通二极管的主要参数包括最大反向电压、最大额定电流和正向压降等。
2.快恢复二极管:快恢复二极管是一种速度较快的二极管,可以在较短时间内恢复到正向导通状态。它主要用于高频电路和开关电源等领域。快恢复二极管的主要参数包括恢复时间、二极管电容和正向电压降等。
3.肖特基二极管:肖特基二极管利用金属和半导体之间的肖特基势垒,具有较小的压降和较快的开关速度。它主要用于高频电路和功率电子领域。肖特基二极管的主要参数包括正向电压降、反向电压和正向漏电流等。
4.整流二极管:整流二极管是一种用于将交流信号转化为直流信号的
二极管。它主要用于电源和电路中的整流部分。整流二极管的主要参数包
括最大反向电压、额定电流和正向压降等。
二极管的分类(精)
二极管的分类
一、根据构造分类
半导体二极管主要是依靠PN结而工作的。与PN结不可分割的点接触型和肖特基型,也被列入一般的二极管的范围内。包括这两种型号在内,根据PN 结构造面的特点,把晶体二极管分类如下:
1、点接触型二极管
点接触型二极管是在锗或硅材料的单晶片上压触一根金属针后,再通过电流法而形成的。因此,其PN结的静电容量小,适用于高频电路。但是,与面结型相比较,点接触型二极管正向特性和反向特性都差,因此,不能使用于大电流和整流。因为构造简单,所以价格便宜。对于小信号的检波、整流、调制、混频和限幅等一般用途而言,它是应用范围较广的类型。
2、键型二极管
键型二极管是在锗或硅的单晶片上熔接或银的细丝而形成的。其特性介于点接触型二极管和合金型二极管之间。与点接触型相比较,虽然键型二极管的PN结电容量稍有增加,但正向特性特别优良。多作开关用,有时也被应用于检波和电源整流(不大于50mA)。在键型二极管中,熔接金丝的二极管有时被称金键型,熔接银丝的二极管有时被称为银键型。
3、合金型二极管
在N型锗或硅的单晶片上,通过合金铟、铝等金属的方法制作PN结而形成的。正向电压降小,适于大电流整流。因其PN结反向时静电容量大,所以不适于高频检波和高频整流。
4、扩散型二极管
在高温的P型杂质气体中,加热N型锗或硅的单晶片,使单晶片表面的一部变成P型,以此法PN结。因PN结正向电压降小,适用于大电流整流。最近,使用大电流整流器的主流已由硅合金型转移到硅扩散型。
5、台面型二极管
PN结的制作方法虽然与扩散型相同,但是,只保留PN结及其必要的部分,把不必要的部分用药品腐蚀掉。其剩余的部分便呈现出台面形,因而得名。初期生产的台面型,是对半导体材料使用扩散法而制成的。因此,又把这种台面型称为扩散台面型。对于这一类型来说,似乎大电流整流用的产品型号很少,而小电流开关用的产品型号却很多。
二极管的分类及参数
二极管的分类及参数
一.半导体二极管的分类
半导体二极管按其用途可分为:普通二极管和特殊二极管。普通二极管包括整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、快速二极管等;特殊二极管包括变容二极管、发光二极管、隧道二极管、触发二极管等。
二.半导体二极管的主要参数
1.反向饱和漏电流I
R
指在二极管两端加入反向电压时,流过二极管的电流,该电流与半导体材料
和温度有关。在常温下,硅管的I
R 为纳安(10-9A)级,锗管的I
R
为微安(10-6A)
级。
2.额定整流电流I
F
指二极管长期运行时,根据允许温升折算出来的平均电流值。目前大功率整
流二极管的I
F
值可达1000A。
3. 最大平均整流电流I
O
在半波整流电路中,流过负载电阻的平均整流电流的最大值。这是设计时非常重要的值。
4. 最大浪涌电流I
FSM
允许流过的过量的正向电流。它不是正常电流,而是瞬间电流,这个值相当大。
5.最大反向峰值电压V
RM
即使没有反向电流,只要不断地提高反向电压,迟早会使二极管损坏。这种能加上的反向电压,不是瞬时电压,而是反复加上的正反向电压。因给整流器加
的是交流电压,它的最大值是规定的重要因子。最大反向峰值电压V
RM
指为避免
击穿所能加的最大反向电压。目前最高的V
RM
值可达几千伏。
6. 最大直流反向电压V
R
上述最大反向峰值电压是反复加上的峰值电压,V
R
是连续加直流电压时的值。用于直流电路,最大直流反向电压对于确定允许值和上限值是很重要的.
7.最高工作频率f
M
由于PN结的结电容存在,当工作频率超过某一值时,它的单向导电性将变
差。点接触式二极管的f
二极管的分类、主要功能、用途、特性、技术参数表
发光二极管 变容二极管
工作电压VCC
正向电流IF
发光二极管用于电视机等产品中作 反向漏电流Is
电源指示灯、LCD中作背光源灯、 LED显示屏、家用照明等,用途广泛
闪烁频率f
。
占空比D(%)
发光峰值波长AP
发光强度(mcd)
用作自动频率控制、调谐回路、振 荡电路、锁相环路,常用于电视机 高频头的频道转换和调谐电路。
最高工作频率fM
。
双向触发二 极管
用于触发双向晶闸管及构成过压保 护电路、定时器、移相电路等。
正向转折电压VBO 反向转折电压VBR
正向转折电流IBO
具有对称性的二端半导体器 件,可等效于基极开路、发 射极与集电极对称的 NPN 晶 体管;结构简单,价格低廉 。
光敏二极管
一般用于光控开关电路,光耦及路 灯开关中等。
小功率开关二极管主要使用于电视 机、收录机及其他电子设备的开关 电路、检波电路高频高速脉冲整流 电路等。大功率开关二极管主要用 于各类大功率电源作续流、高频整 流、桥式整流及其它开关电路。
最大平均整流电流IFM
反向击穿电压VR 反向漏电流IR 最高工作频率fM 反向恢复时间trr
利用二极管单向导电性,可 以把方向交替变化的交流电 变换成单一方向的脉动直流 电
二极管资料
名称 应用场合及主要功能
主要技术参数 特点
二极管的分类、特性及电路符号
二极管的分类、特性及电路符号
二极管是一种只允许电流由单一方向流过具有两个电极的装置,许多的使用是应用其整流的功能。本文将会对二极管的分类、特性、电路符号进行详解。
二极管的分类
1、按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si 管)。
2、根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管、硅功率开关二极管、旋转二极管等。
3、按照管芯结构,又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。
1)整流二极管
二极管分类以及常规参数
二极管分类以及常规参数
二极管是一种最基本的电子元件,它具有单向导电性质。根据不同的
物理特性和应用场合,二极管可以分为多种不同类型。接下来,我将介绍
几种常见的二极管类型以及它们的常规参数。
1. 硅二极管(Silicon Diode):
硅二极管是最常见和广泛使用的二极管类型。它由硅半导体材料制成,可以承受高电压和电流。硅二极管具有较高的导电性和较大的击穿电压,
因此在很多应用场合中得到广泛使用。硅二极管的常规参数包括:最大击
穿电压、正向电压降、开关速度、最大正向电流、反向饱和电流等。
2. 锗二极管(Germanium Diode):
锗二极管是早期使用较多的二极管类型之一、它由锗半导体材料制成,具有较低的导电性和较小的击穿电压。相对于硅二极管,锗二极管具有更
小的正向电压降,但是承受能力较低,容易受到温度变化的影响。锗二极
管的常规参数包括:最大击穿电压、正向电压降、开关速度、最大正向电流、反向饱和电流等。
3. 肖特基二极管(Schottky Diode):
肖特基二极管也称为热电子二极管,它是由半导体和金属接触形成的
特殊结构。相比于传统的PN结二极管,肖特基二极管具有更低的正向电
压降和更快的开关速度。它的常规参数包括:正向电压降、反向饱和电流、最大反向电压等。
4. VARICAP二极管(Variable Capacitance Diode):
VARICAP二极管是一种可变电容二极管,也称为变容二极管。它的电容值可以通过外加电压进行调节,因此在电容调节和频率调节电路中得到广泛应用。VARICAP二极管的常规参数包括:额定电容范围、频率响应范围、电压系数等。
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二极管的分类与参数
一、半导体二极管
1.1二极管的结构
半导体二极管简称二极管,由一个PN 结加上相应的电极引线和管壳构成,其基本结构和符号如图1所示。
图1 二极管的结构及符号
1.2 二极管的分类
1、根据所用的半导体材料不同,可分为锗二极管和硅二极管。
2、按照管芯结构不同,可分为: (1)点接触型二极管
由于它的触丝与半导体接触面很小,只允许通过较小的电流(几十毫安以下),但在高频下工作性能很好,适用于收音机中对高频信号的检波和微弱交流电的整流,如国产的锗二极管2AP 系列、2AK 系列等。
(2)面接触型二极管
面接触型二极管PN 结面积较大,并做成平面状,它可以通过较大了电流,适用于对电网的交流电进行整流。如国产的2CP 系列、2CZ 系列的二极管都是面接触型的。
(3)平面型二极管
它的特点是在PN 结表面被覆一层二氧化硅薄膜,避免PN 结表面被水分子、气体分子以及其他离子等沾污。这种二极管的特性比较稳定可靠,多用于开关、脉冲及超高频电路中。国产2CK 系列二极管就属于这种类型。
3、根据管子用途不同,可分为整流二极管、稳压二极管、开关二极管、光电二极管及发光二极管等。
1.3 二极管的特性
引线
外壳线
触丝线
基片
二极管的电路符号:
P N 阳极
阴极
点接触型
1、正向特性
二极管正向连接时的电路如图所示。二极管的正极接在高电位端,负极接在低电位端,二极管就处于导通状态(灯泡亮),如同一只接通的开关。实际上,二极管导通后有一定的管压降(硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V)。我们认为它是恒定的,且不随电流的变化而变化。
但是,当加在二极管两端的正向电压很小的时候,正向电流微弱,二极管呈现很大的电阻,这个区域成为二极管正向特性的“死区”,只有当正向电压达到一定数值(这个数值称为“门槛电压”,锗二极管约为0.2V,硅二极管约为0.6V)以后,二极管才真正导通。此时,正向电流将随着正向电压的增加而急速增大,如不采取限流措施,过大的电流会使PN结发热,超过最高允许温度(锗管为90℃~100℃,硅管为125℃~200℃)时,二极管就会被烧坏。
2、反向特性
二极管反向连接时的电路如图所示。二极管的负极接在电路的高电位端,正极接在电路的低电位端,二极管就处于截止状态,如同一只断开的开关,电流被PN结所截断,灯泡不亮。
但是,二极管承受反向电压,处于截止状态时,仍然会有微弱的反向电流(通常称为反向漏电流)。反向电流虽然很小(锗二极管不超过几微安,硅二极管不超过几十纳安),却和温度有极为密切的关系,温度每升高10℃,反向电流约增大一倍,称为“加倍规则”。反向电流是衡量二极管质量好坏的重要参数之一,反向电流太大,二极管的单向导电性能和温度稳定性就很差,选择和使用二极管时必须特别注意。
图1-2-7 二极管的正向连接图1-2-8二极管的反向连接当加在二极管两端的反向电压增加到某一数值时,反向电流会急剧增大,这种状态称为二极管的击穿。对普通二极管来说,击穿就意味着二极管丧失了单向导电特性而损坏了。
3、伏安特性
1.在正向电压作用下,当正向电压较小时,电流极小。而当超过某一值时(锗管约为0.1V,硅管约为0.5V),电流很快增大。人们习惯地将锗二极管正向电压小于0.1,硅二极管正向电压小于0.5V的区域称为死区。而将0.1V称为锗
二极管的死区电压(又称门槛电压),0.5V 称为硅二极管的死区电压,通常用符号U ON 表示。
当正向电压超过门槛电压时,二极管正向电流急剧增大,二极管呈现很小电阻而处于导通状态。硅管的正向导通电压约为0.6~0.7 V ,锗管约为0.2~0.3 V 。
2.在反向电压的作用下,当反向电压不大时,反向电流随反向电压的增大而稍有增大,但变化极微小。当反向电压超过某一值时,反向电流急剧增大。我们称此物理现象为雪崩击穿(avalanche breakdown )。出现击穿的外加电压值,称为击穿电压。
还有一种击穿叫齐纳击穿(zener breakdown ),它的击穿电压不高,不致造成PN 结内部过热以致烧毁,这种现象是可逆的,即当外加电压撤除后,器件的特性可以恢复。齐纳击穿大多数出现在特殊二极管中,如稳压二极管。
图1-2-9二极管的伏安特性
二极管方程: 1.4 主要参数
二极管参数是反映二极管性能质量的指标,使用时必须根据二极管的参数合理选用。
1、 最大整流电流 I DM
二极管长期工作时,允许流过二极管的最大正向平均电流。 2、 最大反向工作电压U RM
二极管正常使用时允许加的最高反向电压值。超过此值,二极管将有击穿的危险。击穿时反向电流剧增,二极管的单向导电性被破坏,甚至过热而烧坏。
3、最大反向电流 I RM
)1(/-=T
U U S
e I I
指二极管加最大反向工作电压时的反向饱和电流。反向电流大,说明管子的单向导电性差,因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响,温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小,锗管的反向电流要比硅管大几十到几百倍。
4、最高工作频率f M
保持二极管单向导通性能时,外加电压允许的最高频率。使用时如果超过此值,二极管的单向导电性能不能很好体现。二极管工作频率与PN 结的极间电容大小相关,电容越小,工作频率越高。
5、二极管的极间电容
二极管的两极之间有电容,此电容由两部分组成:势垒电容C B 和扩散电容C D 。
势垒电容:由PN 结的空间电荷区形成的,又称结电容。
扩散电容:由多数载流子在扩散过程中的积累而引起的。在P 区有电子的积累,在N 区有空穴的积累。
C B 在正向和反向偏置时均不能忽略。而反向偏置时,由于载流子数目很少,扩散电容可忽略。正向电流大,积累的电荷多。这样所产生的电容就是扩散电容C
D 。
PN 结高频小信号时的等效电路:
图1-2-10二极管的极间电容
PN 结正向偏置时,rd 很小,C 较大(主要取决于C D ); PN 结反向偏置时,
rd 很大,C 较小(主要取决于C B ). 二极管模型
图1-2-11二极管模型
硅管:死区电压UT=0.5V ,管压降UD =0.6~0.7V ; 锗管:死区电压UT=0.1V ,管压降UD =0.2~0.3V 。 理想二极管: UT=0, UD =0, rD =0
二、稳压二极管
二极管工作在反向击穿状态时,尽管流经二极管的电流可以在较大范围变
UD
rD